드론 포지셔닝 시스템 탐색 : GPS, GNSS, RTK 및 PPK
드론은 항공 사진 촬영부터 정밀 농업 및 지도 제작에 이르기까지 다양한 작업에 혁신적인 솔루션을 제공함으로써 수많은 산업에 혁명을 일으켰습니다. 이러한 기능을 가능하게 하는 핵심 요소는 드론의 위치 추적 시스템입니다. 이 글에서는 드론에 사용되는 다양한 위치 추적 기술인 GPS, GNSS, RTK, PPK를 살펴보고 각 기술의 기능, 장점, 그리고 활용 사례를 자세히 설명합니다.
구입하다 드론 GPS 모듈
1. GPS(Global Positioning System)
정의: GPS(Global Positioning System)는 미국 정부가 운영하는 위성 기반 항법 시스템입니다. 최소 4개의 위성이 시야에 방해받지 않고 관측 가능한 범위 내에서 위성 네트워크를 사용하여 지구상 어디에서나 GPS 수신기에 지리적 위치 및 시간 정보를 제공합니다.
작동 원리: GPS 수신기는 지구 궤도를 도는 GPS 위성에서 보내는 신호의 시간을 측정하여 위치를 계산합니다. 각 위성은 위성의 위치와 신호가 전송된 정확한 시간을 포함하는 데이터를 전송합니다. 수신기는 이 데이터를 사용하여 각 위성까지의 거리를 계산하고 삼각 측량법을 사용하여 위치를 결정합니다.
응용 프로그램: GPS는 스마트폰, 차량용 내비게이션 시스템, 드론 등 소비자 기기의 내비게이션에 널리 사용됩니다. 기본적인 내비게이션 및 위치 추적과 같은 다양한 레크리에이션 및 상업용 드론 애플리케이션에 충분한 정확도를 제공합니다.
일부 드론용 GPS 모듈
장점:
- 글로벌 커버리지
- 비용 효율적
- 사용하기 쉽습니다
제한 사항:
- 정확도는 일반적으로 2~10m 이내입니다.
- 건물이나 나무 등의 장애물로 인해 성능이 저하될 수 있습니다.
2. GNSS(Global Navigation Satellite System)
정의: GNSS는 전 세계를 커버하는 위성 항법 시스템을 통칭하는 용어입니다. 미국의 GPS, 러시아의 GLONASS, 유럽 연합의 갈릴레오, 중국의 베이더우 등이 여기에 포함됩니다.
작동 원리: GNSS 수신기는 여러 위성 군집의 신호를 사용할 수 있어 GPS와 같은 단일 시스템을 사용하는 것보다 정확도와 신뢰성이 향상됩니다. GNSS는 더 많은 위성에 접속함으로써 다양한 환경에서 더 나은 위치 정확도와 견고성을 제공할 수 있습니다.
응용 프로그램: GNSS는 자율주행차, 첨단 드론, 공간 측량 등 더 높은 정확도와 신뢰성이 요구되는 애플리케이션에 사용됩니다.
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장점:
- GPS만 사용하는 것보다 정확도와 안정성이 더 높습니다.
- 까다로운 환경에서 더 나은 성능
제한 사항:
- 단일 시스템 수신기보다 비쌉니다.
3. RTK(실시간 운동학)
정의: RTK는 위성 기반 위치 지정 시스템에서 얻은 위치 데이터의 정확도를 향상시키는 GPS 보정 기술입니다.RTK는 고정된 기지국과 모바일 수신기를 사용하여 실시간 보정을 제공하여 센티미터 수준의 정확도를 달성합니다.
작동 원리: RTK 시스템은 고정된 위치에 있는 기지국과 로버 또는 모바일 스테이션(e.g., 드론). 기지국은 위성 신호를 수신하여 알려진 위치를 기반으로 보정값을 계산합니다. 그런 다음 이 보정값을 로버로 전송하고, 로버는 이를 자체 위성 데이터에 적용하여 정확도를 크게 향상시킵니다.
응용 프로그램: RTK는 정밀 농업과 같은 높은 정밀도가 요구되는 응용 분야에서 필수적입니다.e.g., 심기, 살포), 건설 현장 조사 및 지리공간 데이터 수집.
Holybro H-RTK F9P 로버 라이트 GPS 모듈
장점:
- 센티미터 수준의 정확도
- 실시간 수정
제한 사항:
- 기지국과 안정적인 통신 링크가 필요합니다.
- 더 높은 비용과 복잡성
4. PPK(후처리 운동학)
정의: PPK는 RTK와 유사한 GPS 보정 기술이지만, 보정 시점이 다릅니다. PPK 보정은 실시간 보정 대신, 데이터 수집 후 후처리 과정에서 적용됩니다.
작동 원리: PPK에서는 기지국과 로버가 모두 독립적으로 위성 데이터를 기록합니다. 임무가 완료된 후, 두 기지국의 데이터를 함께 처리하여 정밀한 보정값을 계산하고 정확도를 향상시킵니다.
응용 프로그램: PPK는 항공 사진, 지형 매핑, 자산 관리 등 실시간 보정이 중요하지 않은 애플리케이션에서 자주 사용됩니다.
CUAV NEW C-RTK 2 PPK 및 RTK GNSS 모듈 지원
장점:
- 센티미터 수준의 정확도
- 실시간 통신 링크가 필요하지 않습니다.
제한 사항:
- 실시간으로 수정 사항을 확인할 수 없습니다.
- 데이터의 후처리가 필요합니다
결론
드론 애플리케이션에 적합한 위치 지정 시스템을 선택하려면 GPS, GNSS, RTK, PPK의 차이점을 이해하는 것이 필수적입니다.
- GPS 일반적인 탐색 및 기본 위치 지정 요구 사항에 적합합니다.
- GNSS 더욱 까다로운 애플리케이션에서도 향상된 정확도와 안정성을 제공합니다.
- RTK 즉각적이고 정확도 높은 위치 지정이 필요한 작업에 필요한 실시간, 센티미터 수준의 정밀도를 제공합니다.
- 피피케이 유사한 높은 정밀도를 제공하지만 사후 처리가 허용 가능하고 실시간 정확도가 중요하지 않은 응용 분야에 적합합니다.
적절한 시스템을 선택하는 것은 프로젝트의 구체적인 요구 사항, 즉 필요한 정확도, 예산, 운영 조건 등에 따라 달라집니다. 이러한 첨단 위치 추적 기술을 활용하여 드론은 다양한 분야에서 전례 없는 수준의 정밀도와 기능성을 달성할 수 있습니다.
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